ÇOK HÜCRELİLERE GEÇİŞ EVRİMİNE KISA BİR BAKIŞ

Biyologlar şöyle der;

 

Bütün insanlar (ökaryotik hücrelere sahiptir ) bir anda ortadan kalksa, Dünya'daki türlerin %99'u bunun farkına bile varmaz. Ancak bakterilerin tümü bir anda ortadan kaybolsa, bir hafta içerisinde Dünya üzerinde hiçbir canlı kalmaz.

 

 

Evrim’in temel kuralı elbette basitten karmaşığın evrimleşmesidir. Basit özellikler karmaşık özelliklere evrilir, basit canlılar karmaşık canlılara. Değişim her zaman çok yavaş gerçekleşir çünkü bunun temel nedeni enerjinin değişimi eğer ani olursa ortam kaosa evrilir ve canlı bu kaos durumuna çok zor adapte olur. Yani bizim evrenimizin fizik kuralları bizim evrenimizin biyolojik kuralları üzerine baskı oluşturmaktadır.

 

Bildiğiniz gibi daha önce ilk DNA’nın ve ilk hücrenin oluşumunu ve Volvox kolonisini görmüştük. Evrim sürecinde tek hücrelilerin ve bakterilerin oluşumundan sonra (prokaryotların) evrim elbette daha karmaşığa doğru gitmek isteyecektir. Bu nedenle ökaryotlar oluşmuştur ama bu ilginç bir öyküdür, isterseniz temel özelliklere bir bakalım.

 

Ökaryotların hücre iskeletleri vardır. Ökaryotlarda çekirdek yapısı bulunur ve çekirdeğin içinde genetik madde bulunur. Ökaryotlarda sindirim kofulları bulunur. Ve zarlı organeller bulunur.  Zarlı organeller endoplazmik retikulum, sarkoplazmik retikulum, Golgi cisimciği, lizozom, mitokondri, çekirdek, peroksizom, koful, sitoplazmik granüller, hücre kesecikleri ve salgı keseleridir.

 

Bu özellikler prokaryotlarda yoktur. Ökaryotik canlılar protistalar, mantarlar, bitkiler ve hayvanlar’dır.

 

Ökaryotik canlıların oluşumu endosimbiyotik teori ile açıklanır. Bitkilerdeki kloroplastların siyanobakterilere ve hayvanlardaki mitokondrilerin de Rickettsiales bakterilerine çok benzediği ortaya çıkarılmıştır. Bakteriler milyonlarca yıl içinde kendilerinden küçük bazı bakterileri yemek için hücre içine almışlar ancak sindirememişlerdir. Ve avcı olan bakteri avının hücre içinde bazı görevleri yerine getirmesini sağlamıştır. Av olan bakteri ise hücre içinde kendini güvene almıştır. Doğal seçilim bu simbiyoz (karşılıklı yarar) yaşamı destekleyince evrimde karmaşaya yani ökaryotik hücrelere gidiş başlamıştır. İşte hayvan hücrelerindeki mitokondri ve bitki hücrelerindeki kloroplast bu yolla hücrelere girmişler ve yapıyı karmaşıklaştırarak evrimde büyük bir aşama gerçekleştirmişlerdir.

Şu çok önemli bir bulgudur; mitokondri ve kloroplastların kendilerine ait DNA’ları bulunmaktadır. Ve bizleri oluşturan DNA ile mitokondrimizin DNA’sı birbirinden tamamen farklıdır. Ama bizim DNA’mızda mitokondriden gelen genler olduğu da ortaya çıkmıştır.

 

Kısaca bizim için mitokondrinin önemine değinirsek hücrelerimizin yaşaması için gerekli günlük enerjinin (ATP) büyük bir bölümünü mitokondri bizim için üretmektedir. Mitokondri olmasaydı bizler bu denli evrimleşmiş canlılar olamazdık, çünkü yeterli enerjiyi bulamazdık desek hiç abartmış olmayız diyebiliriz.

 

Ökaryotlar böylece özellikle hücre zarlarındaki esnekleşme sayesinde sınırlı büyüyen prokaryotlara göre büyük bir avantaj yakalayarak çok büyüme şansına ulaşmışlardır.

 

Böylece ökaryotlar 2,7 milyar yıl önce başlayan evrimleriyle günümüze dek ulaşmışlar ve ökaryotlardan hücrelerin iyice karmaşıklaşması yoluyla bundan 900 milyon yıl önce  kolonileşmeyle çok hücreliler ortaya çıkmıştır.

 

Kambriyen patlaması:

Evrim yolculuğumuzda eksi 900 milyon yıla geldik. İnsanın oluşumuna daha çok var. Özetleyelim, dünyanın yaşı 4,5 milyar yıl. İlk canlı yani koaservat bundan 4 milyar yıl önce ortaya çıktı (başka bir yazıda anlatmıştım), o tarihten şimdi anlatacağımız kambriyen dönemine kadar dünyayı bakteriler yönetti.  En yaşlı bakteriler 3,8- 34 milyar yıl öncesine aittir. İlk çok hücreli canlılarsa bundan 900 milyon yıl önce oluştu. Biraz evvel o noktada kalmıştık. Aradan geçen 400 milyon yıldan sonra ilk sert kabuklu canlılar ortaya çıkmaya başlar ve 544 milyon yıl önce canlıların türleşmesi birden hızlanır ve bizler bu duruma kambriyen patlaması diyoruz. Aslında bence kambriyen patlaması dediğimiz olay 900 milyon yıldan 500 milyon yıla kadar olan dönemde yaşanan 300- 400 milyon yıllık bir birikimin sonucudur. Bu dönemde canlı türlerinde olağanüstü bir artış gerçekleşmiştir. Ancak bu noktada okuyucunun 500 milyon yıl 400 milyon yıl gibi rakamların büyüklüğünü hayal etmesini rica ediyorum. Bundan 2,5 milyar yıl önceden başlayarak kambriyen döneminde % 13’lere çıkan oksjien düzeyinin sürekli artması (günümüzde % 21 ve artıyor), kambriyen döneminin hemen öncesinde yaşanan buzul çağı, henüz işgal edilmemiş yaşam alanlarının varlığı nedeniyle bol oksijen eşliğinde buralara yayılma imkanının bulunması  canlılarda türleşme hızını artırmıştır. Birkaç on milyon yıldır bir türleşme patlamasının yaşanmamasının nedeni bu dönemde dünya üzerinde çok büyük doğa olaylarının olmamasıdır. Önemli olan nokta bu dönemin başından sonuna kadar ve hatta günümüze kadarki süre içinde basit tek hücrelilerden karmaşık çok hücrelilere geçiştir ki işte asıl kökenlerimiz buradan gelmektedir.

 

Çok hücrelilik avantajları:

Çok hücreli canlılar daha organize yaşayabilir bu da korunma şansını artırır.

Yüksek iş bölümü yapan çok hücreliler iş bölümü yaparak  avantaj sağlarlar.

Bütün işini kendileri görmek zorunda kalan tek hücrelilere göre çok hücreliler iş bölümü yaparak kullandıkları  enerji miktarını azaltırlar. Yani ellerinde kalan fazla enerjiyi başka alanlara kaydırma şansları olur.

Çok hücrelilerde hücreler görev bazında özelleştikleri için büyümek için daha fazla enerji harcarlar.

 

Böylece çok hücreli organizmalar yapılarını gittikçe karmaşıklaştırarak evrim yolunda ilerlemeye başlamışlardır. Karmaşık yapılar daha yüksek enerji gerektirmiş, daha yüksek enerji kazanma yolunu bulan canlılar daha karmaşık yapılar geliştirmişlerdir. Evrimi en iyi anlama yolu olan gözün evrimini başka bir yazıda inceleyeceğiz ve o zaman karmaşık yapıların en basit bir yapıdan nasıl geliştiği daha rahat anlaşılabilecektir.

 

Şunu unutmamak gerekir ki, yapılarını karmaşıklaştıran canlılar ortamın avantajlarından yararlanarak daha karmaşık yapılara ve üstün organizasyonlara evrilmişler ve bunu gerçekleştiremeyenler daha üstünleşen canlıların kendilerini yok etmesiyle genetik havuzdan silinmişlerdir. Bu yüzden ihtiyaç duyulan, kullanılan organlara sahip canlılar doğada daha üstün hale gelebilmişlerdir.

 

Evrimin 500 milyon yıldan sonraki günümüze kadar olan döneminde özellikle bizimle ilgili kısmını anlamak için protistaların evrimine bakmak gerekmekte. Protistalar prokaryotlar yani basit tek hücrelilerle ökaryotlar yani karmaşık çok hücreliler arasında bir geçiş grubudur. Ve protistaların tamamı mikroorganizmalardır.  Protistalardan söz etmemizin nedeni şu, onlar bazen tek hücreli bazen çok hücreli olabilirler ve hem hayvanların ve mantarların hem bitkilerin ortak atalarını barındıran büyük bir canlı grubudur. Örneğin bizim için büyük önemi olan daha önce sözünü ettiğimiz mitokondriler bakterilerde evrimleşerek protistalara geçmişler ve evrimsel süreç içinde hayvanlara aktarılmışlardır. Aynı şekilde bitkilerdeki kloroplast’ın da protistalar içinde oldukları ve protistaların bir grubundan evrimleşen bitkilere buradan geçmiştir. Yani dünya üzerindeki çok hücreli büyük organizasyonlu yaşamın her açıdan atası protistalardır diyebiliriz ve onlar bugün hâlâ dünyamızda yaşamlarını sürdürmektedirler ve evrimi anlamamız için bize büyük bilgiler sağlamaktadırlar.

 

Kısaca; ilk hücreyi oluşturan koaservatlar evrimleşerek ilkel bakterileri oluşturmuşlar, onlardan arkeler ve karşılıklı simbiyotik yaşamın geliştiği ökaryotlar oluşmuştur. Atmosferin oksijenle dolmasından itibaren canlılar daha büyük bedenler oluşturmaya başlamış ve protistalar oluşmuştur. Protistaların bir kısmı tek hücreliliğe dönmüş (ortam koşulları), bir kısmı ise mantarlar, bitkiler ve hayvanları oluşturmuşlardır. İşte sonraki yazı konumuz da bu noktadan itibaren hayvanların ve dolayısıyla ilk primatın evrimine bakmak olacak.